Wie wirkt die Salzelektrolyse?

Was ist Salzelektrolyse?

Die Salzelektrolyse ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem gelöstes Kochsalz (NaCl) mithilfe von elektrischem Strom in Hypochlorit und hypochlorige Säure (HOCl) umgewandelt wird – die Wirkstoffe, die Wasser desinfizieren. Das Prinzip ist aus Schwimmbädern bekannt, doch in der Prozessindustrie wird dasselbe Konzept angewendet, um Biofilmbildung und mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) in Rohrleitungsnetzen zu verhindern.

Wie funktioniert die Salzelektrolyse? Der chemische Prozess

Der Prozess verläuft immer nach denselben grundlegenden Schritten, egal ob es sich um ein Schwimmbad oder ein industrielles Prozesswassersystem handelt:

1. Salz löst sich in Wasser auf und bildet eine gesättigte Salzlösung.
2. Während der Elektrolyse fließt Strom durch das Wasser, wodurch das Salz in ein Desinfektionsmittel umgewandelt werden kann
3. Dabei wird das Salzwasser in Hypochlorit und hypochlorige Säure umgewandelt: die wirksamen Desinfektionsmittel.
4. Als Nebenprodukte entstehen Wasserstoffgas und Natriumhydroxid
5. Wie viel Desinfektionsmittel erzeugt wird und wie viel Strom dafür benötigt wird, hängt von der Art des Geräts und dessen Einstellungen ab

Kurz gesagt: Ein Salzelektrolysesystem ist nichts anderes als ein System, das, angetrieben durch Strom, vor Ort Desinfektionsmittel herstellt.

Watter-System: automatische Qualitätskontrolle

Unser Watter-System nutzt dasselbe Prinzip der Elektrolyse von Wasser und Salz, um HOCl zu bilden: ein wirksames Desinfektionsmittel.

Das System überwacht und regelt den Prozess kontinuierlich, sodass die Qualität automatisch kontrolliert wird. So wird vor Ort ein stabiles Desinfektionsmittel hergestellt, ohne dass manuelle Anpassungen erforderlich sind und ohne das Risiko einer Über- oder Unterdosierung.

Salzelektrolyse in Schwimmbädern im Vergleich zur Prozessindustrie

Die Salzelektrolyse ist lediglich das Grundverfahren, bei dem verschiedene Stoffe wie NaOCl und HOCl entstehen können:

Für beide Branchen wird also ein nahezu identischer Prozess angewendet, doch unterscheiden sich der Wirkstoff und der Zweck der Anwendung erheblich.

Warum Biofilm und Korrosion in Rohrleitungen ein größeres Risiko darstellen als angenommen

Biofilm ist eine Schicht aus Mikroorganismen, die sich an feuchten Oberflächen festsetzt, wie beispielsweise an der Innenseite von Rohrleitungen, Wärmetauschern und Kühlsystemen. Unter dem Biofilm entstehen lokale Sauerstoffunterschiede: Der bedeckte Bereich wird sauerstoffarm und verhält sich wie eine Anode, während das umgebende Metall sauerstoffreich bleibt. Dieser Unterschied beschleunigt die Lochfraß(1). Diese mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) tritt häufig in Wasserleitungen und industriellen Anlagen auf und kann Auswirkungen auf die Produktion haben. Untersuchungen zur Kupferkorrosion in Rohrleitungsnetzen zeigen, dass die Biofilmbildung direkt zu Leckagen und Störungen führen kann, wenn sie nicht aktiv bekämpft wird (2, 3).

Die Bekämpfung von MIC in Rohrleitungen beginnt mit der Eindämmung der Biofilmbildung auf der Oberfläche; die kontinuierliche Dosierung von HOCl ist dabei eine der gängigen Methoden (3).

Was bei der Salzelektrolyse in der Industrie wichtig ist

Vorteile (allgemein):

• Keine Anlieferung und Lagerung gefährlicher Chemikalien erforderlich.
• Lokale Produktion nach Bedarf, direkt auf den aktuellen Bedarf abgestimmt.
• Geringere Lagerkosten und weniger logistische Abhängigkeit von Lieferanten.

Zu beachtende Punkte in der Industrie:

• Die Anschaffung und Installation des Watter-Systems erfordert eine Vorabinvestition, im Gegensatz zum einfachen Einkauf von Chlor.
• Strom wird benötigt: HOCl wird mit Strom hergestellt, daher ist ein guter Stromanschluss erforderlich.

Beim Watter-System in der Industrie:

• Das System wird auf die durch das System fließende Wassermenge und die Wasserqualität eingestellt, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.
• Da eine konstant niedrige HOCl-Konzentration dosiert wird, bleibt der Energieverbrauch gering und die Belastung der Materialien begrenzt.

Salzelektrolyse: ein vielseitiger Prozess

Die Salzelektrolyse ist im Grunde eine spezifische Anwendung eines allgemeineren elektrochemischen Prinzips: die Herstellung eines Desinfektionsmittels vor Ort aus Wasser, Salz und Strom. Genau dieses Prinzip steckt auch hinter den Systemen, die Watter für die Prozessindustrie baut: keine Zufuhr von Chemikalien, sondern HOCl, das vor Ort produziert und kontinuierlich dosiert wird, um Biofilm und Korrosion in Rohrleitungen zu bekämpfen. Während die Schwimmbadbranche diese Technologie für klares Badewasser einsetzt, nutzt die Industrie genau dieselbe Reaktion, um Produktionswasser und Rohrleitungsnetze zu schützen.

Quellen

1. NIH ORF – "Corrosion in Closed-Loop Water Systems, Part 1." https://orf.od.nih.gov/TechnicalResources/Documents/Technical%20Bulletins/25TB/Corrosion%20in%20Closed-Loop%20Water%20Systems%20Part%201%20-%20Understanding%20Corrosion%20-%20May%202025%20TB%20_508.pdf
2. Judit Knisz, et al. "Microbiologically Influenced Corrosion – More Than Just Microorganisms." FEMS Microbiology Reviews, vol. 47, no. 5, 12 juli 2023. https://academic.oup.com/femsre/article/47/5/fuad041/7223462
3. PMC – "The Microbiologically Influenced Corrosion and Protection of Pipeline Materials" (2024). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11509198/